“三步法”优化LTE网络

2016-01-04

电信工程技术与标准化 2015年4期

关键词：三步法

“三步法”优化LTE网络

苏华强，卫慧锋，陈明钰，杜日览

（中国移动通信集团广西有限公司，南宁 530022）

摘要LTE网络同频组网为主，覆盖控制直接决定干扰程度，良好的覆盖控制是LTE网络优化的重要目标之一。“三步法”以务实闭环的思路，落实控制小区间重叠覆盖，降低小区间干扰的目标，精准控制每个小区的覆盖范围，使网络质量得到提升。

关键词三步法；覆盖控制；降低干扰

1　覆盖控制的必要性

1.1 GSM、CDMA、LTE网络对覆盖控制的要求不同

GSM网络采用频分加时分多址的接入方式，频率规划效果决定了网络质量，且切换判断与执行耗时较长，故不同小区间的覆盖往往有很大的互相重叠。

CDMA网络采用码分多址的接入方式，小区内部的不同用户信道通过正交码区分，不同的小区采用相同的频率，以软切换对抗强干扰，切换判断与执行相对较快，小区间只能有适当地重叠覆盖。

LTE网络采用正交频分复用的接入方式，将高速的数据流转换为并行的低速数据流在不同的子载波上进行传送，小区内子载波间完全正交。不同的小区间采用相同的频率，对抗小区间同频干扰的手段缺乏，切换判断与执行很快，小区间的重叠覆盖在满足切换下越小越好。

1.2 重叠覆盖对LTE下载速率的影响

LTE网络采用同频组网，小区间重叠覆盖会导致干扰增加，每增加一个重叠小区，LTE下载速率下降20%

～40%，网络负荷越高，影响越严重。如图1所示。

图1　不同重叠覆盖对下载速率的影响

2　“三步法”原理

“三步法”首先通过站点复勘收集工程数据，检查天线辐射的无线环境，对天线受阻挡、隔离度不满足的小区进行整改；之后根据准确的工程数据，计算出每个小区天线的理想下倾角，并根据该结果对天线的下倾角进行粗略的调整；最后依据测试数据和扫频数据，对局部问题点和重叠覆盖度高的区域进行精细化调整，取得良好覆盖控制效果。

2.1 复勘

由于站点环境变化或施工条件等因素，可能存在天线安装位置、方位角、下倾角等工程实施与规划数据不一致、天线主瓣受阻挡或隔离度不足等问题。站点复勘内容主要包括天线安装位置、天线阻挡情况、与其它系统的隔离度、天线挂高、GPS天线安装情况等现场勘查，同时收集准确的工程数据。站点复勘包括以下检查内容。

2.1.1 安装位置要求

（1）天线距离周围大型金属阻挡反射体大于1 m。

（2）天线应尽量避开同水平面上的其它天线或者障碍物，至少分层不交错，避免与其它天线相对。

（3）同系统、同频段的两定向天线间夹角一般应大于90°，两天线的方位角夹角一般要小于180°。

（4）楼顶抱杆天线及美化空调外机天线一般要求距离楼边3 m以内（沿天线覆盖方向），天线下沿要高于楼面1.5 m以上，保证天线法线（垂直与天线表面）往下70°范围不被本楼楼面阻挡。

（5）美化天线水平方向应能够连续进行正负45°的调整范围，机械下倾角可在0°～-10°之间连续调整。

2.1.2 天线阻挡要求

（1）主波瓣方向应对准主要覆盖区域，一般应给天线的法线方向往下预留70°的安全角度，水平方向左右各预留60°的安全角度，安全角度的正对方向100 m内应无广告牌、建筑物、楼面自身等障碍物的明显阻挡。

（2）天线正向不能沿着街道、河流、湖泊等管道、镜面效应的场景，避免信号过远覆盖。可根据实际情况利用一些高大建筑来达到覆盖控制的目的。

2.1.3 与异系统的隔离度要求

要求如表1所示。

2.1.4 天线挂高和方向要求

（1）为确保良好覆盖效果并避免越区覆盖，理想的天线挂高是高于目标覆盖区域建筑物平均高度10 m左右，天线距离楼面的高度应大于1.5 m。

（2）城区宏站的天线挂高一般应控制在50 m以下，并且不高于周边基站平均高度15 m以上。

2.1.5 GPS天线安装要求

（1）GPS天线必须垂直安装，安装在较空旷位置，上方90°范围内应无遮挡。

（2）GPS天线安装位置应高于其附近金属物，与附近金属物水平距离大于等于1.5 m。

（3）两个或多个GPS天线安装时要保持2 m以上的间距。

2.2 天线粗调

根据站点复勘取得的小区经纬度、方位角、机械下倾角、电子下倾角及天线挂高等参数，计算每个小区天线理想的覆盖下倾角和必要的邻区列表。依据此结果对全网下倾角进行粗略的优化调整，对计算出下倾角异常的小区进行整改。同时对PCI、邻区等由于覆盖改变而影响到的参数进行优化。粗调包括以下内容。

2.2.1 问题站点分析

对站点复勘发现影响覆盖的问题站点，包括天线主瓣受到阻挡、天线挂高较低、隔离度不足等问题站点进行分析，并列出解决方案，包括方位角优化、工程整改、设计变更等。

表1　LTE网络与其它系统隔离度要求

2.2.2 粗调前测试

问题站点处理完成后，使用测试软件，遍历优化区域的所有道路，收集测试数据，为后续制订粗调方案提供参考。

2.2.3 第1轮粗调方案制订

对粗调软件计算的下倾角过大或过小（大于12°或小于-2°）的小区进行分析，按以下方法进行调整。

（1）方位角对打的小区通过错开方位角解决。

（2）天线挂高较高的站点通过降低天线高度解决，选址确实有困难的可以临时更换为异频段解决。

（3）如上述两项方案均不可执行，通过降功率减少对其它小区的干扰。

2.2.4 第2轮粗调方案制订

在第1轮粗调方案实施完成后，根据调整后的工参数据，再次使用软件进行计算，结合粗调前的测试数据，对下倾角调整幅度在2°以上的小区进行分析，确定调整实施方案。

2.2.5 粗调实施

根据调整实施方案，对小区的天线进行调整，并更新站点复勘表，做好天线调整记录。

2.2.6 参数优化

对天线调整影响的邻区、PCI等参数进行优化，做好参数调整记录。

2.2.7 粗调后测试

粗调方案实施完成后，按粗调前的测试路线进行测试，对比粗调前后效果，梳理遗留问题点和问题路段，开展精细化调整。

2.3 天线精调

在粗调完成后，开展道路扫频测试和拉网测试，并对测试数据进行分析，梳理出弱覆盖、重叠覆盖路段和“未接通、掉线、CSFB失败”等出现异常事件的路段，精耕细作，进一步提升网络质量。天线精调主要包括以下维度。

（1）RSRP差问题路段分析处理情况：对连续50 m 或5 s RSRP小于-110 dBm的路段进行分析处理，通过天线调整、补点、更换天线等措施调整解决。

（2）SINR差问题路段分析处理情况：对连续50 m 或5 s SINR小于-3 dB的路段进行分析处理，通过主服优化、补点等措施解决。

（3）下载速率低问题路段分析处理情况：对连续50 m或5 s下载速率低于2 Mbit/s的路段进行分析，确定是覆盖原因还是参数原因导致下载速率低，通过优化覆盖或参数调整解决。

（4）重叠覆盖率高问题路段分析处理情况：对连续30m重叠覆盖度高于3个小区（包含主服小区）的路段进行分析处理，通过主服优化，将簇内重叠覆盖率控制在1%以下。

（5）主服不明显问题路段分析处理情况：对50 m内切换次数超过3次的路段进行分析处理，通过明确主服，避免乒乓切换，减少异频切换对下载速率的影响。

（6）异常事件问题路段分析处理情况：对RRC连接失败、切换失败、掉线、连续的A3事件（邻区漏配）等异常事件进行分析处理。

（7）小区贡献度分析调整情况：使用测试软件导出道路占用的小区列表和邻区列表，将道路上占用不到，只在邻区出现的小区通过调整方位角、下倾角加强对居民区的覆盖，若居民区信号重叠覆盖较多，使用异频段进行覆盖。

（8）参数优化：对天线调整影响的邻区、PCI等参数进行优化，做好参数调整记录。

3　实施效果

按照“三步法”选取广西某城市进行试点，通过复勘收集了准确的工程数据，对站点阻挡、隔离度不足等问题进行了整改，确保入网站点健康稳定后进行网络粗调与精细化调整实施，完成后各项指标均有较大幅度的改善，网络基础覆盖得到夯实，为后期优化工作奠定了基础。

3.1 复勘

该阶段，工作内容主要是准确基础数据收集与基础覆盖问题发现与整改。试点区域共完成了689个站点的复勘，每个站点的基础信息都详细记录，为后期网络分析提供准确有效的数据支撑，以下为某站点复勘报告中的部分重要信息，如图2所示。

在复勘的689个站点中，发现并整改了116个存在覆盖受阻挡、覆盖不合理、异系统隔离度不够、天线挂高过高、天线挂高过低、GPS安装不合理、施工工艺差、天线夹角过小、天线同层水平对打等不同类型问题的站点，这些问题如不处理都会对网络质量造成不利影响。

3.2 粗调

该阶段，以簇为单位，通过站点经纬度、挂高、天线方位角等基础数据计算出每个天线理想下倾角，然后结合实际无线环境进行调整，以某市簇2为例，共30个站点涉及90个小区，通过粗调工具计算出每个小区的理想覆盖距离与理想下倾角，再与现网数据比对，对理想与实际下倾角差异大的小区结合TD-SCDMA共站点需求、实际无线环境、路测数据等实际情况进行调整。

3.2.1 第1轮调整案例

通过工具计算，建议某市玉州区振林宾馆-HLH-2下倾角调整至15°，覆盖距离为161 m，某市玉州区振林宾馆-HLH-3下倾角调整至13°，覆盖距离为187 m，现网中玉州区振林宾馆-HLH-2/3小倾角分别为8°/6°，与工具给出建议值差距较大，需要进行调整。

分析：读取复勘报告，该站点天线挂高50 m，属于高站，覆盖较远，所以工具计算出2、3小区下倾角需调整至15°/13°属于合理情况。若需彻底解决过覆盖，需降低天线挂高，需将天线移至大楼中部位置，由于涉及物业沟通问题，建设周期较长，暂时将2小区和3小区的机械下倾角调整到10°，频段修改为D频段，待后期物业问题落实以后降低挂高彻底解决。

3.2.2 第2轮调整案例

图2　复勘报告中天馈系统基础数据

通过工具计算，建议某市玉州区供电公司-HLH-1下倾角由6°调整至9°。某市玉州区供电公司-HLH-2下倾角由4°调整至8°，某市玉州区供电公司-HLH-3 由3°调整至10°。该站点的3个扇区与当前实际覆盖下倾角度差距都在2°以上，所以需要进行调整。

结合路测分析，该站3个扇区均有过覆盖，需按计算结果进行调整，如图3所示中3个小区的主覆盖图。

3.3 精调

粗调后，进行精细化调整，全网的1～4级道路测试，按照RSRP、SINR、重叠覆盖、主服不明确、下载速率低、小区贡献度几个维度进行天馈系统的精细化调整，共解决了48个问题点，精细化调整天馈覆盖小区56个，各维度的定义标准如表2所示。

某路段在粗调完成后，小区覆盖均得到控制，但是重叠覆盖仍较高，需要进一步精细化调整分析。

（1）通过地理位置结合复勘报告的无线环境分析，确定由五矿招待所-2小区作为该路段主服比，计划将五矿招待所-HLH-2方位角由130°调整至100°。

（2）对主服以外的过覆盖小区进行覆盖控制，减少重叠覆盖，结合路测与复勘报告的实际无线环境，调整劳动保障局-2/3、林业设计院-2、胜利硐开发区-3、东胜路-1下倾角。

经过调整后，该路段主服明确，重叠覆盖减少，干扰降低，SINR由原来的-2提升至19，如图4所示。

图3　某站点路测覆盖图

表2　精调维度定义

图4　精调前后路测对比图

3.4 优化前后指标情况

通过“三步法”的实施应用，网络质量有了明显的提升，对比道路测试指标，各项指标均有提升，尤其是重叠覆盖率、SINR、下载速率等重要指标提升幅度较大，如表3所示。

4　小结

LTE同频组网的情况下，覆盖被阻挡、天线覆盖不合理、与异系统天线的隔离度不足等问题都可能导致速率低用户感知差，因此，LTE网络中覆盖合理性优化是核心工作之一。

鉴于此，广西移动无线优化中心根据LTE网络特性并结合2G/3G优化中的经验积累，采用“三步法”优化方式，从覆盖受阻挡、覆盖不合理、挂高过高、挂高过低、天线夹角过小等9种维度进行问题发现与整治，到系统性的天馈覆盖优化，再结合路测中RSRP、SINR、重叠覆盖、小区贡献度等7个维度的精细化调整方式开展工作。

经过实践证明，“三步法”对LTE网络带来的好处是显而易见的，首先确保了信号能正常辐射出去，确保入网的站点覆盖是当前最优方案，将建设站点的价值最大化的体现。第二，在复勘阶段收集了准确全面的基础数据，为数据规划、前后台分析提供了详细准确的数据支撑，不用多次上站观察无线环境以及数据确认，提高了解决问题的时效。第三，粗调阶段实行全网系统性的分析调整，原有的外场优化方式大部分是基于点上的调整，发现了问题而进行的问题点调整，解决了问题A，但是带来了问题B的产生，周而复始频繁的上站调整，通过本方式的粗调可以全面的系统的对站点覆盖合理调整，由点的调整转变为面的满足。第四，由于复勘阶段基础数据全面且准确，整治后实现了当前无线覆盖的最佳性，在后期优化中问题解决的效果大为提高。

Optimize LTE network via “three procedures”

SU Hua-qiang, WEI Hui-feng, CHEN Ming-yu, DU Ri-lan

(China Mobile Group Guangxi Co., Ltd., Nanning 530022, China)

Abstract LTE network use a frequency reuse factor of 1, coverage control directly determines the degree of interference, suitable coverage control is one of the most important goals of LTE network optimization. “Three procedures” is a way of closed loop and pragmatic. The purpose of “three procedures” is decreasing overlapping coverage and interference of different cells, ensure the accurate coverage range of every cell, improve network quality.

Keywords three procedures; coverage control; decrease interference